(整理)ansys中单位详解.
ansys单元类型介绍

LINK1可承受单轴拉压的单元,不能承受弯矩作用PLANE2 2维6节点三角形实体结构单元,可用作平面单元 (平面应力或平面应变),也可以用作轴对称单元Beam3可承受拉、压、弯作用的单轴单元,每个节点有三个自由度,即沿x,y 方向的线位移及绕Z轴的角位移Beam4承受拉、压、弯、扭的单轴受力单元,每个节点上有六个自由度:x、y、z三个方向的线位移和绕x,y,z三个轴的角位移SOLID5三维耦合场体单元,8个节点,每个节点最多有6个自由度LINK8三维杆(或桁架)单元,用来模拟:桁架、缆索、连杆、弹簧等等,是杆轴方向的拉压单元,每个节点具有三个自由度:沿节点坐标系X、Y、Z方向的平动PLANE13 2 维耦合场实体单元,有 4 个节点,每个节点最多有 4 个自由度PLANE25 4 节点轴对称谐波结构单元,用于承受非轴对称载荷2 维轴对称结构的建模LINK32二维热传导杆单元,应用在二维(板或轴对称)稳态或瞬态热分析PLANE35 2 维 6 节点三角形热实体单元,用作平面单元或轴对称单元PLANE42 2 维实体结构单元,作平面单元 (平面应力或平面应变),也可以用作轴对称单元。
本单元有 4 个节点,每个节点有 2 个自由度,分别为 x 和 y 方向的平移Shell43 4 节点塑性大应变单元,适合模拟线性、弯曲及适当厚度的壳体结构。
单元中每个节点具有六个自由度:沿x、y和z 方向的平动自由度以及绕x、y和z 轴的转动自由度PLANE53 2 维 8 节点磁实体单元,用于 2 维 (平面和轴对称) 磁场问题的建模PLANE55 2 维 4 节点热实体单元,作为平面单元或轴对称环单元,用于 2 维热传导分析。
本单元有 4 个节点,每个节点只有一个自由度–温度Shell63弹性壳单元,具有弯曲能力和又具有膜力,可以承受平面内荷载和法向荷载。
本单元每个节点具有6个自由度:沿节点坐标系X、Y、Z方向的平动和沿节点坐标系X、Y、Z轴的转动SOLID64 3-D 各向异性结构实体单元,用于各向异性实体结构的3D建模。
Ansys 单位制

基本量:长度mm质量 tonne力N时间 sec温度 C重力: 9806.65 mm / sec^2衍生量:面积 mm^2体积 mm^3速度 mm / sec加速度mm / sec^2角速度rad / sec角度加速度 rad / sec^2频率 1 / sec密度 tonne / mm^3压力 N / mm^2应力 N / mm^2杨氏模量 N / mm^2(Mpa)例如:钢的实常数为:EX=2e11PaPRXY=0.3DENS=7.8e3Kg/m^3那么上面的实常数在mm单位制(即模型尺寸单位为mm)下输入到Ansys时应为EX=2e5MPaPRXY=0.3DENS=7.8e-9tonne/mm^3=7.8e-6kg/mm^3那么上面的实常数在m单位制(即模型尺寸单位为m)下输入到Ansys时应为EX=2e11PaPRXY=0.3DENS=7.8e+3kg/m^3这里为什么是Pa而不是Mpa,原因是在m单位制下,压力单位应为N/m^2=Pa,自然就是Pa 了在mm单位制下,压力单位应为N/mm^2=MPa,自然就是MPa了为了验证其正确性,本人在Ansys中进行了模型验证。
算例:取一Φ5H50单位为mm的梁进行静力学分析,采用Beam4单元,约束条件为末端全约束,顶端施加轴向单位载荷和单位弯矩;在mm单位制下,梁顶端在单位载荷下的变形量为0.127e-4,在单位弯矩(1N.mm)载荷下顶点的转角为0.81657e-5在m单位制下,梁顶端在单位载荷下的变形量为0.127e-7,在单位弯矩(1N.m)载荷下顶点的转角为0.81657e-2经过理论计算得到在1N和1N.m的轴向力和弯矩作用下对于的位移为0.127e-4mm和转角0.81653e-2rad,在m单位制下当施加转矩如Mx=1时,即表示施加了1N.m的转矩在mm单位制下当施加转矩如Mx=1时,即表示施加了1N.mm的转矩两种单位制下得到的转角相差10^3,显然单位都为弧度,只是由于施加的转矩相差10^3,即1N.m=1e10^3N.mm总结:如果采用mm单位制下实常数输入,Ansys得到的位移单位为mm,转角单位为弧度(rad);如果采用m单位制下实常数输入,Ansys得到的位移单位为m,转角单位为弧度(rad);特别主意,施加载荷的单位是不同的,如1N.m和1N.mm(注:范文素材和资料部分来自网络,供参考。
ANSYS中单位制教学内容

A N S Y S中单位制ANSYS中不存在单位制所有的单位是自己统一的。
一般先确定几个物理量的单位(做过振动台试验的朋友一定会知道),然后导出其它的物理量的单位。
静力问题的基本物理量是:长度,力,质量比如你长度用m,力用KN而质量用g那么应力的单位就是KN/m*m,而不是N/m*m。
动力问题有些负杂,基本物理量是:长度,力,质量,时间比如长度用mm,力用N,质量用Kg而时间用s以上单位错了,因为由牛顿定律:F=ma所以均按标准单位时:N=kg*m/(s*s)所以若长度为mm,质量为Kg,时间用s则有N*e-3=kg*mm/(s*s)所以,正确的基本单位组合应该是:mN(毫牛,即N*e-3), mm, Kg, s所以,如果你要让ANSYS的单位为国际单位制,你在输入物理量之前,先将所有的物理量转换为国际单位制,如:原先你的图纸上均为毫米,比如一个矩形截面尺寸是400mm*500mm,那么,你在建模之前先转化为0.4m*0.5m然后输入的长度为0.4和0.5,ANSYS只知道你输入的是0.4和0.5,它不知道你的单位是什么。
应该是懂了吧。
附上一句:ANSYS中有一个只能从命令行输入的命令:/UNITS, 它的作用仅仅是标记作用,让用户有个地方做标记,它没有任何单位转换的功能。
不要被他迷惑。
英文原文如下:The units label and conversion factors on this command are for user convenience only and have no effect on the analysis or data. That is, /UNITS will not convert database items from one system to another (e.g., from British to SI, etc &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&所有的单位基本上都与长度和力有关,因此可由长度、力和时间(秒)的量纲推出其它的量纲,下面列出常用输入数据的量纲关系:面积=长度2 体积=长度3惯性矩=长度4 应力=力/长度2弹性模量(剪切模量)=力/长度2 集中力=力线分布力=力/长度面分布力=力/长度2弯矩=力×长度重量=力容重=力/长度3 质量=重量/重力加速度=力×秒/长度2重力加速度=长度/秒2 密度=容重/重力加速度=力×秒/长度2 4例如长度单位为mm,力单位为N 时,得出的一套单位如下:质量=重量/重力加速度=力×秒/长度2=N×秒/mm=(N×秒/m)×10 =kg×10 =Ton(吨)应力=力/长度=N/mm =(N/m )×10 =MPa可以根据自己的需要由上面的量纲关系自行修改单位系统,只要保证自封闭即可&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&& ¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥2.1符号与单位时间s s质量Kg lbm温度℃o F TEMP力N lbf能量(热量)J BTU功率(热流率)W BTU/sec HEAT热流密度W/m2BTU/sec-ft2HFLUX生热速率W/m3BTU/sec-ft3HGEN导热系数W/m-℃BTU/sec-ft-o F KXX对流系数W/m2-℃BTU/sec-ft2-o F HF密度Kg/m3lbm/ft3DENS比热J/Kg-℃BTU/lbm-o F C焓J/m3BTU/ft3ENTH 2.2传热学经典理论回顾热分析遵循热力学第一定律,即能量守恒定律。
Ansys中文帮助-单元详解-INFIN47

单元详解——INFIN47INFIN47单元描述INFIN47用于具有开放边界的三维无界场问题。
单元可以是具有电磁势或温度自由度的4结。
点4边形或3结点三角形单元。
可适用于SOLID5,SOLID96,或SOLID98电磁单元或者SOLID70,SOLID90,SOLID87热分析单元。
用于电磁分析可以是线性或静态非线性。
具有热自由度时仅用于稳态分析(线性或非线性)。
详细参见理论手册中的INFIN47.单元几何描述单元输入此单元的几何、结点排列、坐标系如图Figure47.1:示。
单元由4个结点和相应非零材料属性定义。
三角类单元可由K、J结点重合形成,如三角形、三棱柱和四面体单元那样。
单元x轴平行于单元的I-J边.一般的,这种边界单元的系数矩阵是非对称的。
可以通过非对角项的平均对称化(精度稍降)。
参数KEYOPT(2)可避免非对称矩阵的对阵化。
本单元的输入在"INFIN47 Input Summary".总结中。
单元输入的一般描述在(单元输入中)Element Input。
单元输入总结(INFIN47 Input Summary)节点:I,j,k,l自由度:MAG if KEYOPT(1)=0电磁分析,TEMP if KEYOPT(1)=1热分析实常数:不用材料特性:MUZERO如果电磁分析,(国际单位制下已设置或可通过EMUNIT命令设定)KXX,如果热分析面荷载:无体荷载:无单元输出:无特殊特性:无KEYOPT(1)标识:0电磁;1热KEYOPT(2):系数矩阵。
0:系数矩阵对称化;1:系数矩阵不变;INFIN47输出数据:不需要。
因为仅作为其它单元的边界条件INFIN47相关假定和限制(1)定义单元的4个结点应尽可能靠近平面,否则,应设定一个离平面的容差。
(2)一个过渡弯曲的单元将会导致警告。
此时,应用三角类单元。
(3)壳单元的翘曲描述详见ansys理论手册(4)面积不可为0(5)半无限体积通过5个边(4边如果三角类时)的边界单元或4个在整体坐标系中的I,j,k,l结点定义的半无限径向面(当三角类时为3个)表示(6)边界上的单元应尽可能的垂直于径向面(7)需要用其它单元填充(filling-in)锐角或钝角的边界单元,使得边界上的单元平滑并且在整体坐标系统看来是凹的。
ansys单元介绍 -回复

ansys单元介绍-回复ANSYS单元介绍: 一步一步解析引言:ANSYS是一种广泛应用于工程领域的有限元分析软件,可以用于模拟和分析各种结构和流体问题。
在ANSYS中,单元是构成模型的基本元素之一。
单元的选择和使用对于准确模拟和分析结构和流体行为至关重要。
在本文中,我们将一步一步介绍ANSYS中的各种单元类型及其特点。
第一步:ASYS单元的分类ANSYS中有多种类型的单元,每种类型的单元都有特定的用途和特点。
以下是ANSYS中的一些常见单元类型:1.节点(single-point)单元:节点单元是最简单的单元类型,通常用来代表一个点。
它们没有具体的尺寸、形状或体积。
节点单元主要用于定义边界条件和对模型进行约束。
2.直棒单元(beam):直棒单元用于模拟如梁、柱等结构件。
它们是一维的,具有长度、截面积和惯性矩等属性。
直棒单元适用于分析结构的弯曲和扭转等行为。
3.平面单元(2D element):平面单元用于模拟二维面内的结构行为,例如板、壳体等。
它们有两个维度,通常是一个矩形或三角形。
平面单元适用于模拟轴对称和平面应力问题。
4.立体单元(3D element):立体单元用于模拟三维结构的行为,例如块体、体积等。
它们具有三个维度,并可以有复杂的几何形状和体积。
立体单元适用于模拟体积和三维应力问题。
第二步:ANSYS单元的性质和特点每种ANSYS单元都具有其特定的性质和特点,这些性质决定了单元的适用范围和准确性。
1.节点单元的特点:- 节点单元没有具体的几何属性,只有一个坐标点。
- 节点单元通常用于定义边界条件和约束。
- 节点单元可以用于模拟点荷载和点约束。
2.直棒单元的特点:- 直棒单元是一维的,具有长度、截面积和惯性矩等属性。
- 直棒单元适用于分析弯曲和扭转等行为。
- 直棒单元通常通过节点和约束连接构成结构。
3.平面单元的特点:- 平面单元是二维的,具有两个维度,通常是一个矩形或三角形。
- 平面单元适用于模拟轴对称和平面应力问题。
ANSYS单位量纲问题

导热率:k=m·L/(t3·T)=g·µm/(mS3·K)=kg·m/(S3·K); 比热:c=L2/(t2·T)=µm2/(mS2·K)=10–6m2/(S2·K); 热交换系数:Cv=m/(t3·T)=g/(mS3·K)=103kg/(S3·K); 粘性系数:Kv=m/(t·L)=g/(mS·µm)=106kg/(S·mm); 熵:S=m·L2/(t2·T)=g·µm2/(mS2·K)=10-9kg·m2/(S2·K); 质量熵、比熵:s=L2/(t2·T)=µm2/(mS2·K)=10-6m2/(S2·K); 由此可见,掌握了单位之间变换的方法,就可以根据自己的需要来选择合适的单位制
所以,如果你要让 ANSYS 的单位为国际单位制,你在输入物理量之前,先 将所有的物理量转换为国际单位制,如: 原先你的图纸上均为毫米,比如一个矩形截面尺寸是 400mm*500mm, 那么,你在建模之前先转化为 0.4m*0.5m 然后输入的长度为 0.4 和 0.5,ANSYS 只知道你输入的是 0.4 和 0.5,它不知道 你的单位是什么。
附上一句:ANSYS 中有一个只能从命令行输入的命令:/UNITS, 它的作用仅 仅是标记作用,让用户有个地方做标记,它没有任何单位转换的功能。 不要被他迷惑。英文原文如下: The units label and conversion factors on this command are for user convenienc e only and have no effect on the analysis or data. That is, /UNITS will not co nvert database items from one system to another (e.g., from British to SI, etc
[终稿]如何设置ansys的单位
如何设置ansys的单位如何设置ansys的单位摘要:本文对使用有限元软件分析工程问题时的材料性能单位问题作了一些探讨,通过实例说明了如何统一各物理量的单位,以保证分析结果的正确。
关键词:有限元、材料性能、单位大多数有限元计算程序都不规定所使用的物理量的单位,不同问题可以使用不同的单位,只要在一个问题中各物理量的单位统一就可以。
但是,由于在实际工程问题中可能用到多种不同单位的物理量,如果只是按照习惯采用常用的单位,表面上看单位是统一的,实际上单位却不统一,从而导致错误的计算结果。
比如,在结构分析中分别用如下单位:长度–m;时间–s;质量– kg;力 - N;压力、应力、弹性模量等–Pa,此时单位是统一的。
但是如果将压力单位改为 MPa,保持其余单位不变,单位就是不统一的;或者同时将长度单位改为 mm,压力单位改为 MPa,保持其余单位不变,单位也是不统一的。
由此可见,对于实际工程问题,我们不能按照手工计算时的习惯来选择各物理量的单位,而是必须遵循一定的原则。
物理量的单位与所采用的单位制有关。
所有物理量可分为基本物理量和导出物理量,在结构和热计算中的基本物理量有:质量、长度、时间和温度。
导出物理量的种类很多,如面积、体积、速度、加速度、弹性模量、压力、应力、导热率、比热、热交换系数、能量、热量、功等等,都与基本物理量之间有确定的关系。
基本物理量的单位确定了所用的单位制,然后可根据相应的公式得到各导出物理量的单位。
具体做法是:首先确定各物理量的量纲,再根据基本物理量单位制的不同得到各物理量的具体单位。
基本物理量及其量纲:. 质量 m;. 长度 L;. 时间 t;. 温度 T。
导出物理量及其量纲:. 速度:v = L / t;. 加速度: a = L / t 2;. 面积: A = L 2;. 体积: V = L 3;. 密度:ρ= m / L 3;. 力:f = m · a = m · L / t 2;. 力矩、能量、热量、焓等:e = f · L = m · L 2 / t 2;. 压力、应力、弹性模量等: p = f / A = m / (t 2 · L) ;. 热流量、功率:ψ= e / t = m · L 2 / t 3;. 导热率: k =ψ/ (L · T) = m · L / (t 3 · T);. 比热:c = e / (m · T) = L 2 / (t 2 · T);. 热交换系数:Cv = e / (L 2 · T · t) = m / (t 3 · T). 粘性系数:Kv = p · t = m / (t · L) ;. 熵:S = e / T = m · l 2 / (t 2 · T);. 质量熵、比熵:s = S / m = l 2 / (t 2 · T);在选定基本物理量的单位后,可导出其余物理量的单位,可以选用的单位制很多,下面举两个常用的例子。
关于经典ANSYS的单位制问题
首先说下:在Ansys中并没有定义任何一套单位制,单位制的使用全在用户自己掌握,关键是我们在使用各个量的单位时必须统一!举个网上常用的例子:钢的实常数为:EX=2e11(Pa)PRXY=0.3DENS=7.8e3Kg/m^3那么上面的实常数在mm单位制(即模型尺寸单位为mm)下输入到Ansys时应为EX=2e5(MPa)PRXY=0.3DENS=7.8e-9tonne/mm^3那么上面的实常数在m单位制(即模型尺寸单位为m)下输入到Ansys时应为EX=2e11(MPa)PRXY=0.3DENS=7.8e+3kg/m^3也就是说我们在Ansys里建模其单位制自己确定即可,但是必须统一。
然而问题又有了,由于Ansys建模功能不强,如果需要分析一些复杂模型是就需要其他软件进行建模然后再导入Ansys进行分析了。
可是在这过程中你就无法确定模型的单位制是否在软件互导时会出现问题,原有的模型在常见的CAD软件中(例如AUTO CAD;UG;Pro/e 等等)中的单位会不会在导入Ansys后有问题,或者没问题可是在ansys分析时它又是什么单位制?种种说不出的小问题真的会使你很不爽,你也会很心虚。
所以在此我对在ansys中直接建模就不讲了,主要讲下软件接口时Ansys的单位制问题。
在此我用一个花了我一下午时间做的实验去说明这个让人很不爽的问题:在此我用AUTO CAD进行建模(因为本人Pro/e版本比ansys高所以没在pro/e里建模了),然后导入ansys 进行分析。
例子很简单就是一个压缩模型。
在CAD中建模如下:好的,现在们采用毫米单位制去解决这问题:我们认为上面模型尺寸是mm(实际AUTO CAD中单位就是mm),及长度:mm;时间:s;重量:Kg那么该模型由sat接口导入Ansys后,我们把弹性模量Ex设成2e5(MPa)泊松比PRXY为0.3,采用Solid45单元体,经过全约束一端(100mm*100mm)以及在在另一端(100mm*100mm)施加1000Kg的力看下变形结果即可。
Ansys中文帮助-单元详解-SOLID185
单元详解——Solid1853维8节点固体结构单元Solid185单元描述solid185单元用于构造三维固体结构.单元通过8个节点来定义,每个节点有3个沿着xyz方向平移的自由度.单元具有超弹性,应力钢化,蠕变,,大变形和大应变能力.还可采用混合模式模拟几乎不可压缩弹塑材料和完全不可压缩超弹性材料。
可以查看ANSYS, Inc. Theory Reference了解SOLID185的更多细节,Solid185单元的更高阶单元是186。
图 185.1 Solid185 单元SOLID185输入数据单元的几何和节点的位置见Figure 185.1: "SOLID185 Geometry". 单元由8个节点组成,定义为各向异性材料。
默认的单元坐标系为全局坐标系,可以通过ESYS定义单元坐标系,既而可定义各向异性材料的方向。
关于单元加载的描述见Node and Element Loads,压力可作为面力加载在如Figure 185.1: "SOLID185 Geometry"带圆圈的数字所指的单元面上,正的压力指向单元内部,温度可作为单元体力作用在节点上,节点I 的温度默认为TUNIF 指定的温度,如果其他节点的温度没有指定,默认和I 节点温度相同。
一般情况下,如果没有其他的温度被指定,都默认为TUNIF 指定的温度。
KEYOPT(6) = 1则单元采用混合模式,要了解关于混合模式使用的更多信息,可以访问ANSYS Elements Reference里面的Applications of Mixed u-P Formulations。
你可以通过ISTRESS或ISFILE命令给单元施加初始应力,可以通过ANSYS Basic Analysis Guide里的Initial Stress Loading访问更多的信息。
同样的,你可以设置KEYOPT(10) = 1通过子程序USTRESS来读入初始应力,可以通过ANSYS User Programmable Features了解子程序的更多信息。
ansys单位换算
由于总有朋友提出类似的疑问,总上传文件也不是长久之计,索性把资料发出来了。
ANSYS中单位统一的误区分析:在ANSYS中没有规定单位,需要用户自己去定义自己的单位制,这就会涉及到单位统一的问题。
下边的误区可能是多数初学者经常范的:EXAMPLE:计算一个圆柱体的固有频率(为分析简便,采用最简单的形状作为例子),其尺寸如下:圆柱体长:L=1m;圆柱体半径:R=0.1m;材料特性:弹性模量:2.06e11 Pa;材料密度:7800kg/m^3;泊松比:0.3计算结果如下:***** INDEX OF DATA SETS ON RESULTS FILE *****SET TIME/FREQ LOAD STEP SUBSTEP CUMULATIVE1 0.0000 1 1 12 0.0000 1 2 23 0.0000 1 3 34 0.0000 1 4 45 0.0000 1 5 56 0.29698E-03 1 6 67 834.79 1 7 78 834.79 1 8 89 1593.7 1 9 910 2022.4 1 10 10如果在建模时采用毫米为单位(在解决实际工程问题时,经常需要从其他CAD软件导入实体模型,而这些模型常常以毫末为单位),则必须修改材料特性参数,已达到单位统一。
如果将材料参数修改为如下:弹性模量:2.06e5 Pa;(理由:Pa=N/m^2,m=10^3mm,所以要将原值缩小10^6倍)材料密度:7800e-9kg/m^3;(理由:Pa=N/m^2,m=10^3mm,所以要将原值缩小10^9倍)泊松比:0.3计算结果:***** INDEX OF DATA SETS ON RESULTS FILE *****SET TIME/FREQ LOAD STEP SUBSTEP CUMULATIVE1 0.0000 1 1 12 0.0000 1 2 23 0.0000 1 3 34 0.0000 1 4 45 0.0000 1 5 56 0.46152E-05 1 6 67 26.398 1 7 78 26.398 1 8 89 50.397 1 9 910 63.954 1 10 10二次计算为何出现如此大的差别?????其实高手可以发现我们在单位转换中有一个转换是错误的,对!你猜对了——弹性模量。
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(一)基本量:长度mm质量tonne力N时间sec温度C重力9806.65 mm / sec^2衍生量:面积mm^2体积mm^3速度mm / sec加速度mm / sec^2角速度rad / sec角度加速度rad / sec^2频率1 / sec密度tonne / mm^3压力N / mm^2应力N / mm^2杨氏模量N / mm^2(Mpa)例如:钢的实常数为:EX=2e11PaPRXY=0.3DENS=7.8e3Kg/m^3那么上面的实常数在mm单位制(即模型尺寸单位为mm)下输入到Ansys时应为EX=2e5MPaPRXY=0.3DENS=7.8e-9tonne/mm^3那么上面的实常数在m单位制(即模型尺寸单位为m)下输入到Ansys时应为EX=2e11PaPRXY=0.3DENS=7.8e+3kg/m^3为了验证其正确性,本人在Ansys中进行了模型验证。
算例:取一Φ5H50单位为mm的梁进行静力学分析,采用Beam4单元,约束条件为末端全约束,顶端施加轴向单位载荷和单位弯矩;在mm单位制下,梁顶端在单位载荷下的变形量为0.127e-4,在单位弯矩(1N.mm)载荷下顶点的转角为0.81657e-5在m单位制下,梁顶端在单位载荷下的变形量为0.127e-7,在单位弯矩(1N.m)载荷下顶点的转角为0.81657e-2经过理论计算得到在1N和1N.m的轴向力和弯矩作用下对于的位移为0.127e-4mm和转角0.81653e-2rad,总结:如果采用mm单位制下实常数输入,Ansys得到的位移单位为mm,转角单位为弧度(rad);如果采用m单位制下实常数输入,Ansys得到的位移单位为m,转角单位为弧度(rad);特别主意,施加载荷的单位是不同的,如1N.m和1N.mm。
(二)ANSYS中单位统一的误区分析:在ANSYS中没有规定单位,需要用户自己去定义自己的单位制,这就会涉及到单位统一的问题。
下边的误区可能是多数初学者经常范的:EXAMPLE:计算一个圆柱体的固有频率(为分析简便,采用最简单的形状作为例子),其尺寸如下:圆柱体长:L=1m;圆柱体半径:R=0.1m;材料特性:弹性模量:2.06e11 Pa;材料密度:7800kg/m^3;泊松比:0.3计算结果如下:***** INDEX OF DATA SETS ON RESULTS FILE *****SET TIME/FREQ LOAD STEP SUBSTEP CUMULATIVE1 0.0000 1 1 12 0.0000 1 2 23 0.0000 1 3 34 0.0000 1 4 45 0.0000 1 5 56 0.29698E-03 1 6 67 834.79 1 7 78 834.79 1 8 89 1593.7 1 9 910 2022.4 1 10 10如果在建模时采用毫米为单位(在解决实际工程问题时,经常需要从其他CAD软件导入实体模型,而这些模型常常以毫末为单位),则必须修改材料特性参数,已达到单位统一。
如果将材料参数修改为如下:弹性模量:2.06e5 Pa;(理由:Pa=N/m^2,m=10^3mm,所以要将原值缩小10^6倍)材料密度:7800e-9kg/m^3;(理由:Pa=N/m^2,m=10^3mm,所以要将原值缩小10^9倍)泊松比:0.3计算结果:***** INDEX OF DATA SETS ON RESULTS FILE *****SET TIME/FREQ LOAD STEP SUBSTEP CUMULATIVE1 0.0000 1 1 12 0.0000 1 2 23 0.0000 1 3 34 0.0000 1 4 45 0.0000 1 5 56 0.46152E-05 1 6 67 26.398 1 7 78 26.398 1 8 89 50.397 1 9 910 63.954 1 10 10二次计算为何出现如此大的差别?????其实高手可以发现我们在单位转换中有一个转换是错误的,对!你猜对了——弹性模量。
弹性模量的单位是Pa=N/m^2,我们在转换的时候只考虑了m——>mm,而忽略了N这个单位,他其实与m也有关系。
不知道你现在是否有点晕。
如果晕了,下面该是清醒的时候了:看下边这个表:国际单位制中常用的单位名称长度力时间质量压力(压强)速度加速度密度Stress 杨氏模量单位m N s kg Pa m/s m/s^2 kg/m^3 Pa Pa量纲m kgm/s^2 s kg kg/ms^2 m/s m/s^2 kg/m^3 kg/ms^2 kg/ms^2这下看清楚了吗,注意力的量纲——kgm/s^2,哈哈,原来这里也有一个m,好了,知道为什么前边两次计算结果相差那么大了吧。
接下来改总结一下了:在ANSYS单位统一变换时,要将单位转换到量刚上(也就是将单位用kg——m——s表示)!!!!!!观察其特性,然后再做相应的变换。
最后看看如何对前边变换做修改:(在以毫米为单位的模型中)弹性模量输入值:2.06e8 ;(想想看弹性模量的量纲kg/ms^2只含一个m,看来只能将原来的数值缩小10^3倍啦)材料密度输入值:7800e-9;泊松比:0.3用上边的数再算算吧看看会有什么结果等着你!!!弹性模量,密度是材料的特性,其大小是不能变的,在上述分析中变的是在不同的单位系统下,输入ANSYS的数据值.对于kg, mm,密度为7.8e-6 kg/mm^3 (假设为钢)杨氏模量为:2.06e8 kg*mm/s^2我也觉得十楼的对,对MMKS即mm,kg,s单位制来说就是密度为7.8e-6 kg/mm^3 (假设为钢)杨氏模量为:2.06e8 kg*mm/s^2而十一楼说的应该是MMNS单位制,这些单位制在Pro/E讲的相当清楚。
主系统'毫米千克秒(mmKs)'的单位信息基本数量:长度mm质量kg力mm kg / sec^2时间sec温度C重力9806.65 mm / sec^2衍生数量:面积< mm^2体积mm^3速度mm / sec加速度mm / sec^2角速度rad / sec角度加速度rad / sec^2频率1 / sec密度kg / mm^3压力kg / (mm sec^2)应力kg / (mm sec^2)杨氏模量kg / (mm sec^2)主系统'毫米牛顿秒(mmNs)'的单位信息基本数量:长度mm质量tonne力N时间sec温度C重力9806.65 mm / sec^2衍生数量:面积< mm^2体积mm^3速度mm / sec加速度mm / sec^2角速度rad / sec角度加速度rad / sec^2频率1 / sec密度tonne / mm^3压力N / mm^2应力N / mm^2杨氏模量N / mm^2单位制在惯性、动力、热分析中很重要,单位不正确计算就是错误的。
楼主的说法是完全错误的,虽然最后的计算结果是对的。
(楼主原文)最后看看如何对前边变换做修改:(在以毫米为单位的模型中)弹性模量:2.06e8 Pa;(想想看弹性模量的量纲kg/ms^2只含一个m,看来只能将原来的数值缩小10^3倍啦)材料密度:7800e-9kg/m^3;(1)、上面文字中2.06e8 Pa,7800e-9kg/m^3的说法不严谨。
(2)、最主要的错误是楼主对弹性模量和材料密度的换算值。
长度为m时用SI国际单位制(m·Kg·s),长度为mm时一般用MPA单位制(mm·T·s)基本物理量及其量纲:质量:m长度:L时间:t温度:T(首先记住的是基本物理量:质量、长度、时间、温度)国际单位制中长度m,质量kg,时间sMPA单位制中长度mm,质量T(吨),时间s导出物理量量纲:速度:v=L/t加速度:a=L/t^2密度:ρ=m/L^3力:f=m*a=m* L/t^2压力、应力、弹性模量:P=f/L^2=m/(L*t^2)因此在MPA单位制下力的单位为:f=m*a=m* L/t^2=吨*毫米/秒^2=10^3Kg*10^-3米/秒^2 =Kg*米/秒^2=牛顿弹性模量P=f/L^2=牛顿/毫米^2=MPa密度ρ=m/L^3=吨/毫米^3重力加速度:毫米/秒^2楼主用到的材料特性:弹性模量:2.06e11 Pa材料密度:7800kg/m^3泊松比:0.3在MPA下分别为:弹性模量:2.06e5 MPa材料密度:7800kg/m^3=7.8吨/(10^9mm^3)=7.8e-9吨/mm^3泊松比:0.3长度为毫米时楼主的换算:弹性模量:2.06e8 Pa材料密度:7800e-9kg/m^3泊松比:0.3姑且不论楼主后面单位名称混乱,楼主的换算在计算频率时数值是对的,因为固有频率的量纲式为(E*L/m)^1/2,在MPA单位制下弹性模量和密度分别乘上1000(楼主的单位,只是数值上相等)不影响频率值的大小。
但楼主考虑了没有,你的单位制计算静力问题,计算结果应力的单位是什么?约束反力的单位是什么?质量的单位是什么?我一般采用mm-N-s的单位长度:mm弹性模量:2.06e^5 N/mm^2(也就是MPa)密度:7.85x10^-9重力加速度:9815为了弄清这个问题,自己实验了下:!(国际单位)L=1R=0.1MP,EX,1,2.06E+11MP,PRXY,1,0.3MP,DENS,1,7800!(mm单位)L=1000R=100MP,EX,1,2.06E+5MP,PRXY,1,0.3MP,DENS,1,7.8-9常用单位mm,N,MPa,T弹性模量2.06e5MPa密度7.8e-9T/mm^3泊松比0.3(三)ANSYS中不存在单位制所有的单位是自己统一的。
一般先确定几个物理量的单位(做过振动台试验的朋友一定会知道),然后导出其它的物理量的单位。
静力问题的基本物理量是:长度,力,质量比如你长度用m,力用KN而质量用g那么应力的单位就是KN/m*m,而不是N/m*m。
动力问题有些负杂,基本物理量是:长度,力,质量,时间比如长度用mm,力用N,质量用Kg而时间用s以上单位错了,因为由牛顿定律:F=ma所以均按标准单位时:N=kg*m/(s*s)所以若长度为mm,质量为Kg,时间用s则有N*e-3=kg*mm/(s*s)所以,正确的基本单位组合应该是:mN(毫牛,即N*e-3), mm, Kg, s所以,如果你要让ANSYS的单位为国际单位制,你在输入物理量之前,先将所有的物理量转换为国际单位制,如:原先你的图纸上均为毫米,比如一个矩形截面尺寸是400mm*500mm,那么,你在建模之前先转化为0.4m*0.5m然后输入的长度为0.4和0.5,ANSYS只知道你输入的是0.4和0.5,它不知道你的单位是什么。